SAPF系列有源滤波装置
产品概述
APF（Active Power Filter）是一种基于电压源逆变器的新型电力电子谐波滤除装置，通过实时检测负载电流波形，动态生成反向谐波电流，实现滤除（抵消）谐波、动态补偿系统无功与电压波动、抑制谐振、提高功率因数等功能。具有输出特性不受系统影响、无谐波放大危险、响应速度快、滤波范围广、滤波效率高、体积小重量轻等突出优点，已成为电力谐波抑制和无功补偿的重要手段。
产品主要应用于如下领域：
适用于商业建筑的SAPF（三相四线产品）
Ø 办公大楼及商业大厦
Ø UPS系统
Ø 中央空调系统
Ø 住宅大楼
Ø 计算机中心
Ø 升降机
Ø 市政
适用于工业型大容量负荷的SAPF（三相三线产品）
Ø 电气化铁道及城市轨道交通行业
Ø 石化和天然气行业
Ø 电力行业
Ø 冶金行业
Ø 建材行业
Ø 煤炭行业
Ø 纺织行业
Ø 造纸业
Ø 造船业
Ø 精密制造业
Ø 汽车行业
工作原理
如上图，SAPF通过外部CTload采集负载电流信号，由谐波检测模块将基波成份分离，谐波成份被送至“调节&监测”模块。该模块将采集到的负载谐波电流成份与APF输出补偿电流进行比较，得到的差值作为实时补偿信号输出到驱动电路，触发IGBT逆变器将补偿谐波电流注入到电网中，实现滤除谐波的功能。
性能特点
Ø 选用国际著名品牌、技术成熟的IGBT器件；
Ø 可同时滤除2～50次谐波或补偿用户指定次数谐波；
Ø 响应速度快，谐波补偿电流响应时间小于10ms；
Ø 具有谐波补偿、无功补偿及不平衡补偿三种补偿模式；
Ø 装置不受电网系统阻抗影响，不会发生谐振或谐波放大，安全性好；
Ø 装置永不过流，在滤波的同时，能避免过补偿；可根据负荷变化，自动合理限制补偿电流，既具有良好的补偿性能，又可保证装置安全可靠工作；
Ø 具备完整的保护功能，包括过载、过电压、欠电压、过电流等；
Ø 扩展性能好，可多台SAPF并联应用；
Ø 友好的操作和显示人机界面，可提供完整的现场信息；
Ø 进线方式灵活，方便安装。
产品型号
使用环境
环境温度：-10℃～+40℃
相对湿度：不超过85%，不凝露
海拔高度：不超过2000m（＞2000m时降容运行或特殊定制）
安装地点：垂直倾斜度不超过50，无火灾、爆炸危险、导电尘埃、腐蚀性气体及剧烈振动。
执行标准
《低压成套开关设备和控制设备》 GB7251.1-2005
《电能质量 公用电网谐波》 GB/T14549-93
技术指标
额定电压（V） | AC380V±15%，AC690V±15% |
工作频率（Hz） | 50±5% |
电气接线 | 三相三线，三相四线 |
滤波范围 | 2～50次谐波（可全部滤波，也可选择性滤波） |
滤波能力 | 可高达95% |
响应时间 | <10ms |
功率因数校正 | 有，且可设定 |
限流能力 | 自动限流，100%额定输出 |
运行方式 | 并联运行，可多台扩展 |
整机效率 | >97% |
IGBT开关频率 | 20kHz |
通讯接口 | RS485/RS232 |
冷却方式 | 强制风冷 |
环境温度 | -10℃～+40℃ |
相对湿度 | 不超过85%，不凝露 |
海拔高度 | 2000m（2000m以上，按标准规定降容使用） |
安装地点： | 垂直倾斜度不超过50，无火灾、爆炸危险、导电尘埃、腐蚀性气体及剧烈振动。 |
技术规格
SAPF-Ⅰ产品（用于三相三线系统）
产品型号 | SAPF-50/380-Ⅰ | SAPF-100/380-Ⅰ | SAPF-150/380-Ⅰ | SAPF-200/380-Ⅰ | SAPF-300/380-Ⅰ | |||
补偿电流A | 50 | 100 | 150 | 200 | 300 | |||
额定电压V | 380V | |||||||
额定频率Hz | 50Hz | |||||||
防护等级 | IP30或根据用户要求定制 | |||||||
参考尺寸mm (宽*深*高) | 800*600*2200 | 800*600*2200 | 800*800*2200 | 1000*800*2200 | 1200*800*2200 | |||
重量（kg） | 100 | 170 | 350 | 450 | 550 | |||
安装方式 | 立柜 | 立柜 | 立柜 | 立柜 | 立柜 | |||
进线方式 | 上进线/下进线 | 上进线/下进线 | 上进线/下进线 | 上进线/下进线 | 上进线/下进线 | |||
电流互感器 | 150/5～6000/5（选用开口型电流互感器） | |||||||
SAPF-Ⅱ（用于三相四线系统）
产品型号 | SAPF-20/380-Ⅱ | SAPF-30/380-Ⅱ | SAPF-50/380-Ⅱ | SAPF-100/380-Ⅱ | SAPF-150/380-Ⅱ | ||||
补偿电流A | 20 | 30 | 50 | 100 | 150 | ||||
额定电压V | 380V | ||||||||
额定频率Hz | 50Hz | ||||||||
防护等级 | IP30或根据用户要求定制 | ||||||||
参考尺寸mm (宽*深*高) | 480*550*200 | 480*550*200 | 480*650*200 | 800*600*2200 | 800*800*2200 | ||||
重量（kg） | 28 | 28 | 35 | 170 | 350 | ||||
安装方式 | 壁挂/机架 | 壁挂/机架 | 壁挂/机架 | 立柜 | 立柜 | ||||
进线方式 | 上进线/后进线 | 上进线/后进线 | 上进线/后进线 | 上进线/下进线 | 上进线/下进线 | ||||
电流互感器 | 150/5～6000/5（选用开口型电流互感器） | ||||||||
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产品型号 | SAPF-200/380-Ⅱ | SAPF-300/380-Ⅱ |
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补偿电流A | 200 | 300 |
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额定电压V | 380V |
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额定频率Hz | 50Hz |
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防护等级 | IP30或根据用户要求定制 |
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参考尺寸mm (宽*深*高) | 1000*800*2200 | 1200*800*2200 |
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重量（kg） | 450 | 550 |
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安装方式 | 立柜 | 立柜 |
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进线方式 | 上进线/下进线 | 上进线/下进线 |
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电流互感器 | 150/5～6000/5（选用开口型电流互感器） |
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注：可根据技术方案提供定制型号产品。
设备选型
对于新建项目，可按照负荷的谐波特征，参照以往的工程经验，计算出需要的APF容量，选择合适的APF配置方案，预留电气安装位置；对于具备现场测试条件的项目，使用专用的谐波测试仪器进行现场测试，确定APF的安装容量，并选择适当的APF安装位置。
APF的容量计算可根据以下公式统计。
总谐波电流有效值（方均根值）：
电流总谐波畸变率
式中：
——第h次谐波电流（方均根值）；
——基波电流（方均根值）
根据计算得到的补偿谐波电流
的大小，然后选择输出补偿电流额定值大于的有源滤波装置。选择的标准是大于1.25。
补偿方案
根据系统中非线性负载的分布状况及客户需要达到治理效果，有源滤波装置的应用可分为集中补偿、分组补偿和就地补偿三种方案。
集中补偿
集中补偿适用于非线性负载数量大且分散，且单台非线性负载容量较小的系统，可在系统进线端安装有源滤波装置，对系统中存在的谐波进行综合治理。
分组补偿
分组补偿适用于非线性负载集中在其中几条支路的系统中，可在这几条支路的汇总点安装有源滤波装置，以避免谐波电流流入电网污染其它负载。
就地补偿
就地补偿适用于单台负载谐波含量较大且分布较为分散的配电系统，在该单台负载的输入端安装有源滤皮装置可以达到理想治理效果。
订货须知
配电系统或被补偿设备的额定电压、额定容量、自然功率因数、系统接线方式。
补偿容量及滤波要求（或者提供各次谐波电流的含量）。
系统内现有补偿装置的容量、分组数量、结构形式等。
安装空间及进线方式要求。
箱体颜色、尺寸与安装特殊要求。
其它特殊要求。
应用案例
工况概述
某化纤企业应用了大量的低压变频器，380V侧5次、7次谐波含量较大，现有低压无功补偿装置经常出现放大谐波，引起跳闸事故，生产线的控制系统频繁故障损坏。
解决方案
通过现场测试，最终选择一台SAPF-300/380-Ⅰ型并联有源滤滤装置。
测试结果
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图1：装置投运前电流波形图 图2：装置投运后电流波形图
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图3：装置投运前谐波电流柱状图 图4：装置投运后谐波电流柱状图
使用效果
SAPF投入使用后，对谐波抑制起到较好作用，系统的电流畸变率由投前的30.5%降到2.5%，其中5次谐波电流由投前的26.3%降到了2.8%，治理效果非常明显，各类故障现象基本杜绝。
